IMG96

3. Materiały narzędziowe

Podstawową właściwością materiału narzędziowego, stanowiącą o jego przydatności w obróbce skrawaniem, jest twardość. Powinna ona w sposób istotny, zwykle o 20 ♦ 30 HRC, przewyższać twardość materiału obrabianego w warunkach panujących na powierzchniach roboczych ostrza.

Wytrzymałość na ściskanie musi być dobrana odpowiednio do nacisków panujących na roboczych powierzchniach ostrza. Narzędzia pracujące w sposób dynamiczny (jak np. frezy) muszą posiadać wysoką udamość i wytrzymałość zmęczeniową. Niezwykle ważną cechą materiału narzędziowego jest jego odporność na zużycie: ścierne, adhezyjne, dyfuzyjne i chemiczne. Znaczne ilości ciepła generowane w procesie skrawania wymagają od materiału narzędzia odpowiednich właściwości cieplnych; szczególnie ważne są tu stosunkowo dobra przewodność cieplna i niski współczynnik rozszerzalności cieplnej oraz odporność na zmianę zdolności skrawnych w podwyższonych temperaturach. Istotną wartość dla racjonalnej eksploatacji narzędzi ma zarówno stałość wszystkich właściwości materiału narzędziowego w całej jego masie, jak też ich powtarzalność w kolejnych dostawach tego samego gatunku. Warto też dodać, że aspekty ekonomiczne obróbki zależą w znacznej mierze od ceny materiału narzędziowego. Zestawienie materiałów narzędziowych stosowanych we współczesnych narzędziach pokazano na rys. 3.1, zaś ich podstawowe właściwości fizyczne ujęto w tabl. 3.1 i przedstawiono na rys. 3.2.

Najczęściej stosowanymi materiałami narzędziowymi są stale szybkotnące i węgliki spiekane, których światowa produkcja pod względem wartości jest porównywalna, natomiast pod względem ilości zeskrawanego materiału węgliki spiekane przewyższają stale szybkotnące. Spieki ceramiczne i materiały supertwarde znajdują coraz to szersze zastosowanie, szczególnie przy obróbce materiałów trudno obrabialnych o wysokiej twardości, jak np. stale hartowane i żeliwa stopowe.

Przy obróbce materiałów stosunkowo miękkich (stale niskowęglowe, tworzywa sztuczne, drewno) z niewielkimi prędkościami skrawania (np. przy obróbce ręcznej) wystarczają narzędzia wykonane z hartowanej stali narzędziowej węglowej lub niskostopowej. Udział tych stali w produkcji narzędzi skrawających jest wyraźnie malejący.

Materiały

narzędziowe

Materiały narzędziowa I- konwencjonalna		Materiały narzędziowa na oanowła fazy wtątecal		****** narzędziowa - caramlczna
		1 --

bowtcwo

,CCN«

injrMrtr

BN (wurcytowy)

Ryt. 3.1. Materiały narzędziowe

	8000
i	*
|	5000-
s	•
	*
	2000

o- -

4000

Rys. 3.2. Właściwości materiałów narzędziowych

2

|

i

3

e

i

&

i

i

2000

1900

1400

1200

1000H

000

000

Ceramika tlenkowa

Azotek bona CBN Cermetale

Ceramika azotkowa

Węgliki spiekane

Diament PCO Stal szybkotnąca